青海省西宁市湟中县2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

青海省西宁市湟中县2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于对电流的认识，下列说法正确的是( )
A. 在闭合电路中，电流的方向始终从高电势点流向低电势点
B. 正电荷的运动方向与其形成的电流方向相反
C. 电流既有大小又有方向，但电流为标量
D. 电流与通过导体横截面的电荷量成正比
2.学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是( )
A. 该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B. 该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C. 在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除
D. 在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击
3.随着科技的发展，电磁技术在日常生活中的应用越来越广泛，关于对电磁波的理解，下列说法正确的是( )
A. 无线通讯利用电磁波传递信息 B. 恒定的磁场周围能产生电磁波
C. 医院的检查利用的是红外线的遥感 D. 遥控利用的是紫外线的传播能力较强
4.如图所示，水平虚线上方存在垂直纸面向里的磁场，沿水平方向的磁感应强度恒定，沿竖直向上的方向磁感应强度大小逐渐减弱，矩形导线框垂直磁场方向放置。下列说法正确的是( )
A. 导线框向上平移的过程中，导线框中不能产生感应电流
B. 使线框绕轴转动的过程中，导线框中能产生感应电流
C. 导线框向右平移的过程中，导线框中能产生感应电流
D. 使导线框绕过点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中，导线框中不能产生感应电流
5.三个相同的金属小球甲、乙、丙均不带电，现进行两次操作：用小球甲与小球乙发生摩擦，将小球甲与小球丙充分接触后分开，最终小球乙所带的电荷量为。下列说法正确的是( )
A. 最终小球丙带负电
B. 最终小球甲所带的电荷量为的正电荷
C. 操作，有的正电荷由小球乙转移到小球甲
D. 操作，有的负电荷由小球丙转移到小球甲
6.如图所示的电容器上下两极板由不同材料组成，其中极板的材料不受温度的影响，极板的材料随温度的升高而膨胀，电键断开时，灵敏电流计的指针不偏转，其中为电阻箱。下列说法正确的是( )
A. 闭合电键瞬间，流过电流计的电流向左
B. 闭合电键稳定后，仅升高温度，流过电流计的电流向右
C. 闭合电键稳定后，仅降低温度，流过电流计的电流向右
D. 闭合电键稳定后，仅增大的电阻值，流过电流计的电流向右
7.如图所示的直角梯形，其中，，整个空间存在平行于梯形平面的匀强电场，、、三点的电势分别为、、。下列说法正确的是( )
A. 电场方向由指向 B. 点的电势为
C. B、中点的电势为 D. 电场强度的大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示的混联电路中，定值电阻的电阻值分别为、，滑动变阻器的调节范围为，缓慢移动滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
A. 间的最大电阻值为
B. 间的最小电阻值为
C. 间的最大电阻值为
D. 间的最小电阻值为
9.如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源的内阻为，已知，当滑动变阻器的滑动触头向左移动少许的过程。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数增加
B. 电流表的示数减小
C. 电压表的示数增加
D. 电源的输出功率增加
10.如图所示，为竖直放置的金属板，为竖直放置的金属网，点为金属板上的一点，现在、间施加一恒定的加速电压，金属网的右侧存在竖直向下的匀强电场。粒子、的比荷之比为：，现将两粒子分别从点静止释放，它们沿直线穿过金属网，最终均落在接收屏上，粒子落在上的点图中未画出，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 金属板带正电
B. 粒子、从释放到落在所用的时间相同
C. 粒子、落在荧光屏瞬间的速度之比为：
D. 粒子落在点的右侧
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学在利用伏安法测量金属丝的电阻率时，设计了如图甲所示的电路图。
请根据电路图甲，将图乙中的实物图连线；
某次测量时，电压表和电流表的示数如图丙所示，则金属丝的阻值为 ______结果保留两位有效数字，金属丝的实际电阻值______选填“大于”“等于”或“小于”该测量结果；
若金属丝的长度为，直径为，电压表的示数为，电流表的示数为，则金属丝的电阻率为 ______用含、、、的量表示。
12.某实验小组的同学在探究电容器的充、放电时，设计了如图甲所示的电路，实验时进行了如下的操作：
将单刀双掷开关接，并稳定一段时间。
将单刀双掷开关接，描绘出电流表的示数随时间的变化规律，如图丙所示。
根据电路图甲用笔划线代替导线将图乙中的实物图连线；
下列现象正确的是______。
A.操作中，电容器的上极板带正电
B.操作中，流过电流计的电流向上
C.操作中，两极板之间的电场强度逐渐减小
若图线与坐标轴围成的面积表示电荷量，电源的电压为，电容器的电容约为 ______结果保留两位有效数字；如果操作、中，仅将电阻箱的阻值调小，则图丙中，电容器的放电时间 ______填“变大”“变小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示是有两个量程的电流表，其中表头的内阻为，满偏电为，定值电阻、已知，求分别接、，、两个端点时电流表的量程用已知字母表示。
14.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，是一个电阻，是加热用的电阻丝。
自动开关接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由
要使在保温状态下的功率是加热状态的一半，：应该是多大？
15.如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道，圆心为，点与圆心等高，点为轨道的末端，半径，点为圆弧轨道与水平面的切点，与水平方向的夹角，质量、电荷量的滑块静止在点，已知，滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向右的电场强度的匀强电场，经过一段时间滑块从点离开圆轨道后落在水平面上。滑块可视为质点，重力加速度，，规定点电势为零。求：
滑块在圆轨道上的最小电势能；
滑块在水平面上由运动到的时间。
答案和解析
1.
【解析】在闭合电路中，电流的方向并不始终从高电势点流向低电势点。实际上，在闭合电路的外电路中，电流确实是从电势高的地方流向电势低的地方。但在内电路中如电源内部，电流方向是从电势低的地方流向电势高的地方，故A错误；
B.正电荷的运动方向与其形成的电流方向是相同的，而不是相反。在电磁学中，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故B错误；
C.电流既有大小又有方向，但电流是标量而非矢量，其运算不符合平行四边形定则，故C正确；
D.根据电流的定义式为电流，为通过导体横截面的电荷量，为时间，定义式中不能说电流与通过导体横截面的电荷量成正比，电流由导体电阻以及两端电压决定，故D错误。
故选：。
2.
【解析】避免雷击楼顶装有数根接地的细长金属装置是避雷针，在雷雨天气，避雷针通过尖端放电，电离附近的空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击，故D正确，ABC错误。
故选：。
3.
【解析】、无线通讯通过电磁波来传输数据和信息的，电磁波的高频特性使其能够承载大量信息，实现远距离传输，故A正确；
B、恒定的磁场周围不能产生电场，因此恒定的磁场周围不能形成电磁波，故B错误；
C、医院的利用的是射线的穿透能力，故C错误；
D、遥控利用的红外线的遥感现象，故D错误。
故选：。
4.
【解析】、根据磁通量 可知，导线框向上平移的过程中，磁感应强度减小，穿过导线框的磁通量逐渐减小，则导线框中能产生感应电流，故A错误；
B、使线框绕轴转动的过程中，穿过导线框的磁通量在发生改变，则导线框中能产生感应电流，故B正确；
C、导线框向右平移的过程中，穿过导线框的磁通量不变，则导线框中不能产生感应电流，故C错误；
D、使导线框绕过点垂直纸面的轴在纸面内转动的过程中，穿过导线框的磁通量在发生改变，则导线框中能产生感应电流，故D错误。
故选：。
5.
【解析】小球甲与小球乙发生摩擦后，由电荷守恒定律可知，甲、乙带电荷量相等，由于乙球带负电，所以甲球带正电为；将小球甲与小球丙充分接触后分开，甲丙电荷量平分，故小球甲和小球丙所带的电荷量分别为的正电荷，故AB错误；
C.小球乙所带的电荷量为 ，由电荷守恒定律可知，操作有 的负电荷由小球甲转移到小球乙，故C错误；
D.操作中，由于丙带了的正电荷，所以有的负电荷由小球丙转移到小球甲，故D正确。
故选：。
6.
【解析】、闭合电键瞬间，电源对电容器充电，由电路图可知，回路中的电流沿顺时针方向，则流过电流计的电流向右，故A错误；
、闭合电键稳定后，仅升高温度，极板膨胀，则电容器两极板之间的距离减小，由电容的决定式可知，电容器的电容增大，电容器的电压不变，由电容的定义式可知，电容器所带的电荷量增加，则电源对电容器充电，流过电流计的电流向右；反之，仅降低温度时，两极板之间的距离增加，电容器的电容减小，电容器所带的电荷量减少，电容器放电，则流过电流计的电流向左，故B正确；C错误；
D、闭合电键稳定后，仅增大的电阻值，电容器两极板间的电压不变，则电容器所带的电荷量不变，电容器既不充电也不放电，电路中没有电流，则电流计的指针不偏转，故D错误。
故选：。
7.
【解析】图中、、三点的电势分别为、、，将线段三等分，等分点分别为、，如图所示，则点的电势与点电势相等，都为，连接、，则、的连线所在直线为匀强电场的等势线，连接、，根据几何关系可知，垂直于，故场强方向垂直于即平行于指向的方向，故A错误；
B.由题意得与、与沿场强方向的距离相等，故
即
所以
故B正确；
C.、中点为，则其电势为
故C错误；
D.电场强度的大小为
故D错误。
故选：。
8.
【解析】间的电路为：与串联再与并联，
故时，间总电阻最大，最大值为；
时，间总电阻最小，最小值为；故A错误，B正确；
间的电路为：与串联再与并联，
故时，间总电阻最大，最大值为；
时，间总电阻最小，此时与被短路，最小值为，故C正确，D错误。
故选：。
9.
【解析】、当滑动变阻器的滑动触头向左移动少许的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，则电源的内电压增大，路端电压减小，可知电流表的示数增加，电压表的示数减小。路端电压减小，通过的电流减小，则电流表的示数减小，故AB正确，C错误；
D、虽然，但由于与串联后与并联的电阻比小，所以外电路总电阻与电源内阻的关系不能确定，也就不能判断电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选：。
10.
【解析】粒子穿过金属网后，在竖直向下的电场中做类平抛运动，粒子所受的电场力竖直向下，则粒子带正电，粒子在间加速，则间的电场方向应水平向右，则金属板带正电，故A正确；
B.粒子在加速电场中运动时，设加速电压为，由动能定理得，解得，设间的距离为，则粒子由到的时间为，所以粒子由到的的时间之比：，粒子在右侧电场中做类平抛运动，加速度大小为，则在竖直方向上，整理得，所以由粒子在右侧电场中运动的时间之比：，粒子、从释放到落在所用的时间之比：，故B错误；
C.粒子落在荧光屏瞬间的水平速度为，竖直速度为，则粒子落在接收屏瞬间的速度大小为，整理得，显然粒子、落在接收屏瞬间的速度大小之比为：，故C正确；
D.粒子、穿过金属网到接收屏的过程在水平方向上有，结合以上整理得，粒子、能到达荧光屏的同一点，故D错误。
故选：。
11. 大于
【解析】根据图甲电路图，实物连线如图所示：
量程为电压表的分度值为，电压表的示数为；
量程为电流表的分度值为，电流表的示数
根据欧姆定律，金属丝的阻值为
电流表采用外接法，实验误差来源于电压表的分流作用，通过待测电阻的电流
根据欧姆定律，待测电阻的真实值
因此，金属丝的实际电阻值大于该测量结果；
根据电阻定律可得
根据欧姆定律
联立可得金属丝的电阻率为。
故答案为：见解析；；大于；。
12. 变小
【解析】由电路图甲将图乙中的实物图依次连线，如图所示
操作中，电源对电容器充电，根据电源的正负极可知电容器的上极板带正电，故A正确；
B.操作中，电容器放电，由于上极板带正电，则该过程中流过电流计的电流向下，故B错误；
C.电容器放电的过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，则两极板间的电压逐渐减小，根据可知场强不断变小，故C正确；
故选：。
图像中，图像与横坐标轴围成的面积表示电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图像所包含的格子个数为，所以释放的电荷量为
根据电容器的电容可得
电容器放电过程的平均电流为
又
所以电阻箱的阻值越小，越大，越短。
故答案为：
；变小
13.设接、时电流表的量程为，接、时电流表的量程为，
根据串并联电路的知识有，
；
解得，
。
答：接、时电流表的量程为为，接、时电流表的量程为为。
14.在纯电阻电路中，由电功率公式可以知道，接通时，被短路，电阻丝的功率最大，电饭锅处于加热状态；
断开时，电路电阻变大，上的电压减小，电功率变小，电饭锅处于保温状态。
，
解得：
：：
答：自动开关接通，电饭锅处于加热状态；自动开关断开时，电饭锅处于保温状态；
要使在保温状态下的功率是加热状态的一半，：应该是：。
15.根据电场中的功能关系可知，电场力做正功时，电势能减小，所以当电场力做正功最多时，电势能最小，则由题意可知，滑块在点电势能最小，
由于规定点电势为零，则：，
又因为：，
且滑块在圆轨道上的最小电势能为：，
则联立可得：；
滑块在水平面上由运动到过程，
根据牛顿第二定律可得：，
根据位移公式可得：，
联立可得：；
答：滑块在圆轨道上的最小电势能为；
滑块在水平面上由运动到的时间为。
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